Avanserte materialer for humanoide roboter

Avanserte materialer for humanoide roboter: En omfattende oversikt

Humanoide roboter krever et bredt utvalg av høytytende materialer for å oppnå optimal funksjonalitet, holdbarhet og effektivitet. Nedenfor finner du en detaljert analyse av viktige materialer som brukes i ulike robotsystemer, sammen med deres bruksområder og fordeler.

1. Strukturelle komponenter

Polyetereterketon (PEEK)
Med eksepsjonelle mekaniske egenskaper og varmebestandighet er PEEK det ideelle valget for leddlager og koblingskomponenter. For eksempel TeslasOptimus Gen2brukte PEEK for å redusere vekten10 kgsamtidig som ganghastigheten økes med30 %.

Polyfenylensulfid (PPS)
PPS er kjent for sin enestående dimensjonsstabilitet og kjemiske motstand, og er mye brukt i gir, lagre og girkassedeler.Suzhou Napus PPS-lagreredusert energitap i leddene ved25 %, mensNanjing Julongs PPS-materialebidro til en generell vektreduksjon på20–30 %i robotsystemer.

2. Materialer for bevegelsessystem

Karbonfiberforsterket polymer (CFRP)
På grunn av sitt høye styrke-til-vekt-forhold dominerer CFRP i robotarm- og benstrukturer.Boston Dynamics' Atlasbruker CFRP i beina for å utføre hopp med høy vanskelighetsgrad, mensUnitrees rullatorforbedrer stabiliteten med CFRP-kabinett.

Ultrahøymolekylær polyetylenfiber (UHMW-PE)
Med7–10 ganger sterkere enn stålog bare1/8 av vekten, UHMW-PE er det foretrukne materialet for senedrevne robothender.Nanshan Zhishang UHMW-PE-fibrehar blitt brukt med hell i en rekke robothåndsystemer.

3. Elektronikk og sensorsystemer

Flytende krystallpolymer (LCP)
Takket være sine overlegne dielektriske egenskaper og dimensjonsstabilitet brukes LCP i høyfrekvente signalkontakter og presisjonselektroniske komponenter, som vist iUnitrees H1.

Polydimetylsiloksan (PDMS) og polyimid (PI) filmer
Disse materialene danner kjernen ielektronisk hud (e-hud).Hanwei Technologys PDMS-baserte fleksible sensoreroppnå ultrahøy følsomhet (deteksjon ned til0,1 kPa), mensXELA Robotics' uSkinbruker PI-filmer for multimodal miljøpersepsjon.

4. Utvendige og funksjonelle komponenter

Polyamid (PA, nylon)
Med utmerket maskinbarhet og mekanisk styrke brukes PA i1X Technologies' Neo Gammarobotens vevde nylon-ytterside.

PC-ABS teknisk plast
På grunn av sin overlegne støpeevne er PC-ABS det primære materialet forSoftBanks NAO-robotskall.

Termoplastisk elastomer (TPE)
TPE kombinerer gummilignende elastisitet med plastisk bearbeidbarhet, og er ideell forbioinspirert hud- og leddpolstringDet forventes at det skal brukes i neste generasjonAtlas-robotens fleksible ledd.

Fremtidsutsikter

Etter hvert som humanoid robotikk utvikler seg, vil materialinnovasjon spille en sentral rolle i å forbedreholdbarhet, energieffektivitet og menneskelig tilpasningsevneNye materialer somselvreparerende polymerer, formminnelegeringer og grafenbaserte kompositterkan revolusjonere robotdesign ytterligere.